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Low-Energy Ionic Collisions at Molecular Solids
Cyriac, Jobin,Pradeep, T.,Kang, H.,Souda, R.,Cooks, R. G. American Chemical Society 2012 Chemical reviews Vol.112 No.10
<P><B>Graphic Abstract</B> <IMG SRC='http://pubs.acs.org/appl/literatum/publisher/achs/journals/content/chreay/2012/chreay.2012.112.issue-10/cr200384k/production/images/medium/cr-2011-00384k_0048.gif'></P>
TiC(001) 면에 성장된 MgO 초박막의 전자구조 및 표면포논
황연,소우다 류타로,Hwang, Yeon,Souda, Ryutaro 한국재료학회 1997 한국재료학회지 Vol.7 No.8
TiC(001) 면위에 Mg 금속을 단원자층으로 증착시킨 후 산화 및 열처리 과정을 거쳐서 MgO 초박막을 성장시키고, 성장된 MgO 막의 전자상태 및 표면포논을 UPS, XPS 및 HREELS를 사용하여 측정하였다. 전도성 기판위에 epitaxial 산화물막을 성장시킨 후 성장된 막의 전자구조 및 표면포논을 측정함으로써 벌크에서 분리된 2차원적 특성을 갖는 '표면 모델'의 물성을 연구하고자 하였는데, 이러한 '표면모델'은 잘 배열된 원자구조를 얻을 수 있고 두께가 충분히 얇아서 전하축적을 피할 수 있기 때문이다. 기판으로는 MgO와 같은 암염형 결정구조를 갖고 있고, 격자상수 차이가 2.6% 로서 매우 작으며, 비저항이 매우 낮은 전이 금속 탄화물 중의 하나인 TiC(001) 면을 사용하였다. TiC(001)면에 증착된 MgO층의 UPS He-l 스펙트럼을 측정한 결과 O2p및 XPS스펙트럼은 열처리를 전후로 하여 변하지 않았으며, 이로부터 상온에서 산소의 확산만으로 MgO 상이 형성됨을 알 수 있었다. MgO초박막의 표면 포논을 HREELS를 사용하여 검출하였다. 거시적 포논중에서 F-K 파 및 Rayleigh 모드가 관찰되었는데, F-k파는 MgO막의 2차원성으로 인하여 벌크의 경우보다 높은 진동 에너지를 갖고 있었고 Rayleigh모드는 벌크 MgO와 유사한 분산관계를 보였다. 미시적 포논중에서 Wallis(S/sub 2/)모드가 측정되었는데, 그 진동에너지는 벌크에서와 같고 off-specular방향에서도 소멸되지 않았다.
비행시간형 직충돌 이온산란 분광법을 사용한 TiC(001)면에 성장된 MgO막의 구조해석
황연,소다 류타로,Hwang, Yeon,Souda, Ryutaro 한국진공학회 1997 Applied Science and Convergence Technology Vol.6 No.3
TiC(001) 면위에 Mg금속을 증착시킨 후 상온에서 산소를 노출시키는 방법으로 hetero-epitaxial MgO막을 성장시켰으며, 성장된 MgO epitaxial막의 구조를 비행시간형 직 충돌 이온산란분광법을 사용하여 해석하였다. MgO막은 산화 직후 무질서한 배열을 갖으나, 약 $300^{\circ}C$의 가열에 의해서 1$\times$1구조로 전환된다. TiC(001) 위에 성장된 MgO막은 다음과 같은 구조를 갖고 있음이 밝혀졌다. Mg 및 O원자는 TiC의 on-top site에 위치하고, 면내방 향의 격자상수는 TiC의 격자상수와 일치하며, MgO막의 대부분은 2층 이내의 원자층으로 구성되어 있다. Time-of-flight impact-collision ion scattering spectroscopy (TOF-ICISS) was applied to study the geometrical structure of epitaxially grown MgO layers on a TiC(001). The hetero-epitaxial MgO layer was able to be deposited by thermal evaporation of magnesium onto the TiC(001) surface and subsequent exposure of oxygen at room temperature. A slight heating of the substrate at around $300^{\circ}C$ was necessary to overcome a thermal barrier for the ordering. The well-ordered MgO structure was confirmed with the 1$\times$1 LEED pattern. TOF-ICISS was useful in studying interface structure between oxide and substrate. The results revealed that the MgO layer is formed at the on-top sites of the TiC(001) substrate and the lateral lattice constant of MgO layer is the same as that of the TiC substrate. The MgO was deposited within two layers on the most parts of the surface.
비행시간형 직충돌 이온산란 분광법을 사용한 TiC(001)면의 Ta편석 연구
황연,히시타 슌이치,소우다 류타로,Hwang, Yeon,Hishita, Shunichi,Souda, Ryutaro 한국재료학회 1997 한국재료학회지 Vol.7 No.7
Ta을 2MeV의 에너지로 가속시켜 1x$10^{17}$atoms/$\textrm{cm}^2$의 농도로 TiC(001)면에 이온 주입시킨 후 비행시간형 직충돌이온산란 분광법(time-of-flight impact-collision ion scattering spectroscopy; TOF-ICISS)을 사용하여 TiC(001)면의 Ta표면 편석을 연구하였다. TOF-ICISS는 표면 수층 깊이까지 원자구조를 측정할 수 있는 수법으로, 이온주입된 시편을 1$600^{\circ}C$에서 300sec동안 진공 가열하여 Ta 원자를 편석시킨 후 스펙트럼의 입사각도 의존성을 구함으로써 Ta원자의 편석 위치 및 농도구배를 조사하였다. [110]및 [100]방위에서 Ta과 Ti의 focusing peak가 서로 같은 입사각도에서 나타나며 편석된 Ta원자는 TiC의 Ti-site에 위치한다. Ta원자는 표면 최외층에만 편석되는 것이 아니라 수층에 걸쳐 Ti-site에 자리하고 있으며, Ta 원자의 농도는 표면 최외층에서 내부 층으로 깊어질수록 작아진다. 이온주입시 생성된 표면층의 탄소 격자 결함은 시편 가열시 벌크에 자리하는 탄소가 확산되어 없어진다.다.